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UFU 2011
Em uma atividade experimental o professor pegou duas garrafas PET vazias e colocou bexigas cheias na boca de cada uma delas. Em seguida, colocou uma das garrafas em uma bacia com água quente e a outra em uma bacia com água fria. Um dos balões murchou e o outro ficou mais cheio.
Sobre estes fatos, assinale a alternativa correta.
a
O balão que murchou foi colocado em água quente, pois o aumento da temperatura causou uma contração dos gases da bexiga.
b
O balão que ficou mais cheio foi colocado em água quente, devido ao aumento da temperatura do sistema e à expansão dos gases presentes na bexiga.
c
O volume do balão que foi colocado em água fria diminuiu, porque a pressão do sistema aumentou, reduzindo o choque das partículas de gás com as paredes do balão.
d
Em qualquer um dos casos, o volume dos balões foi alterado, porque o tamanho das partículas de gás foi modificado.
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Resposta
B
Resolução
Utilizando a equação dos gases ideais \(PV=nRT\), mantêm-se constantes a quantidade de matéria (n) e, praticamente, o volume interno da garrafa (V). Assim, \(P\propto T\).
Ao mergulhar a garrafa em água quente, a temperatura interna aumenta, elevando a pressão do ar que está dentro da garrafa. Esse ar procura expandir-se, empurrando a bexiga para fora: o balão fica mais cheio.
Na garrafa em água fria, a temperatura diminui, a pressão interna cai e o ar se contrai. Parte do gás retorna para dentro da garrafa, murchando o balão.
Portanto, a alternativa correta é a B.
Ao mergulhar a garrafa em água quente, a temperatura interna aumenta, elevando a pressão do ar que está dentro da garrafa. Esse ar procura expandir-se, empurrando a bexiga para fora: o balão fica mais cheio.
Na garrafa em água fria, a temperatura diminui, a pressão interna cai e o ar se contrai. Parte do gás retorna para dentro da garrafa, murchando o balão.
Portanto, a alternativa correta é a B.
Dicas
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Considere que a garrafa funciona como um recipiente fechado conectado ao balão.
Use a relação P \propto T quando n e V são constantes.
Pergunte-se: pressão maior empurra o balão para fora ou para dentro?
Erros Comuns
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Confundir contração/expansão de gás com aumento/diminuição de temperatura.
Acreditar que o volume do balão muda porque o tamanho das moléculas muda.
Pensar que a pressão aumenta quando o sistema esfria.
Revisão
- Lei dos Gases Ideais: \(PV = nRT\). Mantendo n e V constantes, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta (\(P\propto T\)).
- Pressão interna vs. balão: Se a pressão dentro da garrafa supera a pressão externa, o ar se expande para o balão, aumentando seu volume.
- Variação de temperatura: Aqueceu → aumenta P → balão incha. Resfriou → diminui P → balão murcha.
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